Deaerator(탈기기)는 발전소에서 중요한 역할을 하는 설비로, 보일러에 공급되는 물 속의 용존산소와 탄산가스를 제거하는 장치입니다. 이 가스들은 보일러의 금속 부식을 유발할 수 있기 때문에 제거가 필수적입니다. 이번 글에서는 Deaerator의 주요 기능, 작동 원리, 설계 시 고려사항 및 종류에 대해 알아보겠습니다.
Deaerator의 기능
Deaerator는 보일러 급수에 포함된 산소, 탄산가스와 같은 가스를 제거하여 부식을 방지하는 중요한 역할을 합니다. 보일러 시스템은 물의 온도와 압력이 높기 때문에, 용존 산소가 있을 경우 부식이 빠르게 진행될 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 Deaerator는 급수를 가열해 용존 가스를 제거하고, 보일러의 수명을 연장하며 효율적인 운영을 돕습니다. 또한, 급수를 가열하는 과정에서 터빈 사이클의 효율도 높아집니다.
Deaerator의 원리
Deaerator는 물의 온도를 포화온도까지 가열해 용존 가스의 용해도를 낮추고, 그 결과 산소와 탄산가스를 증발시킵니다. 이를 통해 물 속에 남아있는 산소를 제거하는데, 스프레이와 트레이를 사용해 급수를 효율적으로 가열합니다. 증기를 사용해 가스를 배출하는 방식으로, 보통 Deaerator에서 요구되는 용존 산소 농도는 약 7 ppb로 매우 낮습니다.
Deaerator 설계 시 고려사항
Deaerator 설계 시에는 몇 가지 중요한 요소를 고려해야 합니다:
- 온도 차이: Deaerator의 압력에서 포화 온도와 공급된 물의 온도 차이는 최소 5℃가 되어야 합니다.
- 압력: 고압 Deaerator의 경우 10 bar, 저압은 3~4 bar 정도로 설계됩니다.
- NPSH: 급수펌프는 높은 유량과 양정을 유지해야 하므로, 충분한 수두를 확보하기 위해 20~30m의 높이차를 두고 설치하는 것이 일반적입니다.
- Storage Tank 용량: Deaerator 하부에 위치한 저장탱크는 5분 정도의 용량을 갖춰 급수펌프의 안정적인 운영을 돕습니다.
Deaerator의 종류
Deaerator는 사용 방식에 따라 Spray Type과 Tray Type으로 구분되며, 두 가지 방식이 결합된 Spray-Tray Type이 가장 효율적입니다.
- Spray Type: 스프레이 노즐을 통해 급수를 분무하여 가열한 증기와 만나 산소 및 가스를 제거하는 방식입니다.
- Tray Type: 트레이 위로 급수를 공급해 넓은 면적을 통해 가스를 제거하는 방식입니다.
- Spray-Tray Type: 두 가지 방식을 결합해 가장 효율적으로 용존 가스를 제거할 수 있는 방식입니다.
결론
Deaerator는 보일러 시스템에서 부식을 방지하고 효율을 높이는 핵심 설비입니다. 이를 통해 발전소의 운영 안정성을 유지하고, 에너지 효율을 극대화할 수 있습니다. 각 발전소의 요구 사항에 맞춰 적절하게 설계 및 관리하는 것이 중요합니다.